循環(huán)水育苗系統(tǒng)各水處理單元水質(zhì)變化比較

李倩+周志明+王雨辰

摘要：2015年3-4月，結(jié)合紅螯螯蝦（Cherax quadricarinatus Von Martens）育苗周期，對(duì)溫室育苗系統(tǒng)水處理單元的水質(zhì)指標(biāo)實(shí)施周期監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明，水源水質(zhì)的總氮（TN）、總磷（TP）、氨氮（NH3-N）、亞硝酸鹽（NO2-N）、硝酸鹽（NO3-N）和高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）均較低，符合養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)。在育苗期間，育苗池進(jìn)水口的TN、TP、NO2-N和NO3-N的平均值最高，分別為6.2、0.76、0.035、4.2 mg/L；袋式過濾器的NH3-N濃度最高，平均為0.23 mg/L，各處理單元的CODMn值差異不大。隨著育苗時(shí)間的延長(zhǎng)，育苗水體各指標(biāo)均有不同程度的升高。從處理單元分析，經(jīng)處理后，水質(zhì)指標(biāo)明顯改善，保證了育苗過程的順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水系統(tǒng)；紅螯螯蝦（Cherax quadricarinatus Von Martens）；育苗；水處理

中圖分類號(hào)：S966.12：S959 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2018）02-0095-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.02.024

Abstract： During March to April in the year of 2015， we investigated and monitored the water quality changes of water treatment units in a closed recirculating nursery system for seed Cherax quadricarinatus Von Martens. The results showed that the values of TN， TP， NO2-N， NO3-N， NH3-N and CODMn were low in headwater and conform to the aqua-cultural standard. The highest average values of TN， TP， NO2-N and NO3-N appeared in nursery pond， the values were 6.2， 0.76， 0.035， 4.2 mg/L respectively. The highest average value of NH3-N was observed in the bagged filter（0.23 mg/L）. There was no significant difference in CODMn in all water treatment units. The values of water quality indicators were increasing with breeding progress proceeding. The water quality was becoming better after water proceeding in various water treatment units and ensured the process of nursery breeding.

Key words： recirculating system； Cherax quadricarinatus Von Martens； nursery； water treatment

近年來(lái)不少地方水域環(huán)境污染加劇，養(yǎng)殖水質(zhì)惡化，使傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖方式受到了很大挑戰(zhàn)；而循環(huán)水養(yǎng)殖因節(jié)能減排、耗水量少、資源利用率高等優(yōu)點(diǎn)而發(fā)展迅猛[1-3]。在循環(huán)水養(yǎng)殖和育苗系統(tǒng)中，水處理是維持系統(tǒng)正常運(yùn)行和養(yǎng)殖對(duì)象健康生長(zhǎng)的關(guān)鍵。目前關(guān)于循環(huán)水養(yǎng)殖和育苗的報(bào)道大多集中在生物膜、工藝流程等方面[4-6]。試驗(yàn)結(jié)合紅螯螯蝦（Cherax quadricarinatus Von Martens）育苗周期，對(duì)各水處理單元定期采樣，通過監(jiān)測(cè)育苗過程中各水處理單元的水質(zhì)指標(biāo)，研究水質(zhì)變化規(guī)律，以期為循環(huán)水育苗系統(tǒng)順利運(yùn)行提供參考，同時(shí)為評(píng)價(jià)各水處理單元的運(yùn)行效果提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)水樣采集地點(diǎn)在浙江省淡水水產(chǎn)研究所八里店綜合試驗(yàn)基地，在紅螯螯蝦育苗周期，每周采集各處理單元水樣1次，共7個(gè)處理單元，各處理單元見圖1。采集的水樣帶回農(nóng)業(yè)部淡水漁業(yè)健康養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，分別測(cè)定水樣的總氮（TN）、總磷（TP）、氨氮（NH3-N）、亞硝酸鹽（NO2-N）、硝酸鹽（NO3-N）和高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）等指標(biāo)。

1.2 方法

育苗周期共采樣4次，分別測(cè)定TN、TP、NH3-N、NO2-N、NO3-N、CODMn等指標(biāo)[7-12]。所用試劑均購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。育苗池和生物濾池連續(xù)曝氣，水中溶解氧含量均保持在8 mg/L以上，不再測(cè)定溶解氧指標(biāo)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用Microsoft Office Excel 2010程序處理，并用其制表、作圖；運(yùn)用SPSS 19軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 育苗期間水質(zhì)TN的變化

試驗(yàn)測(cè)定的水質(zhì)TN指標(biāo)變化見表1，圖2為TN變化曲線。從表1、圖2可見，育苗池進(jìn)水口在育苗后期最后一次采樣時(shí)（4月21日），TN值高達(dá)8.8 mg/L，育苗池進(jìn)水口的TN平均值為6.2 mg/L。而蓄水池的TN值最低，均值為1.7 mg/L。

2.2 育苗期間水質(zhì)TP的變化

試驗(yàn)測(cè)定的水質(zhì)TP指標(biāo)變化見表2，圖3為TP變化曲線。從表2、圖3可見，蓄水池的TP濃度最低，采樣期間TP濃度變化不大，平均值為0.12 mg/L；育苗池進(jìn)水口的TP濃度最高，平均值為0.76 mg/L。隨著育苗時(shí)間的延長(zhǎng)，育苗池進(jìn)水口的TP濃度逐漸增加，在育苗后期達(dá)到峰值1.01 mg/L；生物濾池的TP濃度變化起伏較大，在育苗中期達(dá)到所有單元的峰值1.07 mg/L，之后有降低的趨勢(shì)。endprint

2.3 育苗期間水質(zhì)NH3-N的變化

試驗(yàn)測(cè)定的水質(zhì)NH3-N指標(biāo)變化見表3，圖4為NH3-N變化曲線。從表3、圖4可見，在整個(gè)育苗期間，所有單元的大部分NH3-N值在0.3 mg/L以下，最高值為袋式過濾器在育苗中期（4月8日），達(dá)到了0.38 mg/L，平均值為0.23 mg/L。各處理單元在育苗中期的NH3-N值多數(shù)有所升高；隨著出苗量的增加，育苗后期NH3-N值降低。

2.4 育苗期間水質(zhì)NO2-N的變化

試驗(yàn)測(cè)定的水質(zhì)NO2-N指標(biāo)變化見表4，圖5為NO2-N變化曲線。從表4、圖5可見，育苗期間的NO2-N值維持在較低水平，最高值出現(xiàn)在育苗池進(jìn)水口，4月8日為0.059 mg/L，平均值為0.035 mg/L。在整個(gè)檢測(cè)期內(nèi)，生物濾池中的NO2-N平均值低于育苗池進(jìn)水口，說(shuō)明經(jīng)過生物濾池處理后水體NO2-N得到了有效控制，保證了育苗生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

2.5 育苗期間水質(zhì)NO3-N的變化

試驗(yàn)測(cè)定的水質(zhì)NO3-N指標(biāo)變化見表5，圖6為NO3-N變化曲線。從表5和圖6可以看出，蓄水池的NO3-N值在整個(gè)育苗期間維持在較低水平，波動(dòng)不大，均值為0.7 mg/L；NO3-N峰值出現(xiàn)在育苗池出水口，在4月21日達(dá)到了5.8 mg/L，育苗池進(jìn)水口平均值為4.2 mg/L。采樣期間，各養(yǎng)殖池的NO3-N值呈逐漸升高的趨勢(shì)，尤其是在育苗后期，各育苗池的NO3-N值大幅度增加。

2.6 育苗期間水質(zhì)CODMn的變化

試驗(yàn)測(cè)定的水質(zhì)CODMn指標(biāo)變化見表6，圖7為CODMn變化曲線。從表6、圖7可見，采樣期間，各采樣點(diǎn)的CODMn值在3.0左右，差異不大；其中在育苗中期，隨著出苗率和投食頻率的增加，各采樣點(diǎn)的CODMn值有所增加，不過后期有所下降。

3 討論

從水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，隨著育苗進(jìn)程，污染物濃度有上升趨勢(shì)，經(jīng)過砂濾罐和生物濾池處理后，育苗池進(jìn)水口的TN、TP、NO2-N和NO3-N的平均值最高，分別為6.2、0.76、0.035、4.2 mg/L；并且育苗池的出水口中TN、TP、NH3-N、NO2-N有不同程度的下降，但NO3-N濃度在整個(gè)育苗期間較高，其中育苗池進(jìn)、出水口無(wú)差別；這可能是因?yàn)殡S著蝦苗已經(jīng)生長(zhǎng)發(fā)育成熟和投食量的增加，硝化作用增強(qiáng)，更多的NH3-N和NO2-N被轉(zhuǎn)化為對(duì)水生生物無(wú)害的NO3-N造成的，這和辛建美等[13]的研究結(jié)果相似。在整個(gè)育苗期內(nèi)，NH3-N、NO2-N始終維持在較低水平，經(jīng)生物濾池處理后，NH3-N、NO2-N濃度有降低趨勢(shì)，說(shuō)明生物濾池的生物膜對(duì)水質(zhì)起到了一定的凈化作用。不過袋式過濾器的NH3-N濃度最高，平均為0.23 mg/L；各處理單元的CODMn值在整個(gè)育苗期間變化不大，維持在3.0左右。需要注意的是，大部分污染物濃度在育苗中期有短暫的上升趨勢(shì)，在短暫的育苗時(shí)間內(nèi)，生物膜有老化脫落的可能，因此，為避免病害及育苗成本的增加，可在育苗中期換水1次。

試驗(yàn)從育苗生產(chǎn)伊始就跟蹤檢測(cè)循環(huán)水育苗系統(tǒng)中各水處理單元的水質(zhì)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)TN和NO3-N值較高，經(jīng)過生物濾池處理，水體脅迫因子NH3-N、NO2-N維持在較低水平，表明生物膜對(duì)水質(zhì)有一定的凈化效果。雖然個(gè)別時(shí)間點(diǎn)的測(cè)定值超出了水生動(dòng)物安全生長(zhǎng)的范圍，但整體而言，循環(huán)水育苗系統(tǒng)的水質(zhì)指標(biāo)較好，經(jīng)過沉淀池（蓄水池）、砂濾罐和生物濾池的處理，水質(zhì)可以滿足育苗要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 舒廷飛，溫琰茂，賈后磊.我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策[J].水產(chǎn)科技情報(bào)，2001，28（4）：150-152.

[2] LIU H，CHE X，ZHANG Y L. Performance of sequencing microbead biofilters in a recirculating aquaculture system[J].Aquacultural Engineering，2013，52：80-86.

[3] 傅雪軍，馬紹賽，朱建新，等.封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)水處理效率及半滑舌鰨養(yǎng)殖效果分析[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2011，5（4）：745-751.

[4] 王 威.海水循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中生物濾料的微生物掛膜與水處理效果研究[D].山東青島：中國(guó)海洋大學(xué)，2012.

[5] 張明華，楊 菁，王秉心，等.工廠化海水養(yǎng)魚循環(huán)系統(tǒng)的工藝流程研究[J].海洋水產(chǎn)研究，2004，25（4）：65-70.

[6] 李 倩，胡廷尖，劉士力，等.循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中3種生物填料對(duì)水質(zhì)的凈化作用[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（1）：243-245.

[7] HJ 636-2012，水質(zhì) 總氮的測(cè)定 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法[S].

[8] HJ 593-2010，水質(zhì) 單質(zhì)磷的測(cè)定 磷鉬藍(lán)分光光度法（暫行）[S].

[9] HJ 535-2009，水質(zhì) 氨氮的測(cè)定 納氏試劑分光光度法[S].

[10] GB/T 7493-1987，水質(zhì) 亞硝酸鹽氮的測(cè)定 分光光度法[S].

[11] HJ 346-2007，水質(zhì) 硝酸鹽氮的測(cè)定 紫外分光光度法[S].

[12] GB/T 15456-2008，工業(yè)循環(huán)冷卻水中化學(xué)需氧量（COD）的測(cè)定 高錳酸鉀法[S].

[13] 辛建美，李 倩，周志明，等.羅氏沼蝦育苗系統(tǒng)中生物濾池對(duì)水質(zhì)的凈化作用[J].環(huán)境化學(xué)，2014，33（5）：850-854.endprint